Les dispositifs électroniques de régulation de tension à hautes performances qui offrent à la charge une résistance réduite par l'emploi d'une contre-réaction énergique appliquée h. un élément régulateur, ont l'inconvénient, du fait de la coupure en fréquence des organes amplificateurs de la chaîne de réaction, de ne pas maintenir à toutes fréquences cette caractéristique désirable. En l'absence de correction, il apparaît généralement un phénomène de résonance avec coefficient de surtension élevé, quand ce n'est l'instabilité proprement dite. Cet état de choses se traduit dans le domaine temporel par une transitoire mal amortie avant le retour à la valeur de consigne. L'introduction de correcteurs calculés selon les méthodes en usage en servo-mécanisme classique ne peut apporter le degré d'amortissement voulu que si la charge est fixe et connue à l'avance. Si elle est variable, réactive ou active, le correcteur choisi pour une situation donnée ne peut rester valable dans tous les cas. Il a semblé qu'un correcteur auto-adaptatif, modifiant ses caractéristiques de façon à maintenir le degré d'amortissement désiré, pourrait offrir une solution attrayante à ce problème. Dans le cas envisagé, le comportement dynamique du régulateur est caractérisé par une paire de racines complexes-conjuguées dont la valeur est liée à la charge imposée. Le correcteur adaptatif conçu pour ce cas est formé d'une seconde chaîne de contre-réaction comportant un amplificateur à gain variable agissant en différentiateur simple jusqu'à une pulsation donnée dictée par les fréquences de coupure des éléments amplificateurs, puis comme différentiateur double jusqu'à l'apparition effective de cette même coupure. Le réglage du gain permet de fixer le degré d'amortissement de l'ensemble du régulateur à une valeur optimale. Par ailleurs, le comportement statique du régulateur ne se voit en rien modifié puisque cette contre-réaction supplémentaire n'agit pas en continu. La recherche automatique de la valeur optimale du degré d'amortissement s'effectue de la façon suivante: le degré d'amortissement désiré s'obtient indirectement à partir de la réponse indicielle. Il se trouve que la moyenne de la valeur absolue de celle-ci présente un minimum à l'amortissement critique. On ramène ainsi le problème d'adaptation à un cas de régulation extrémale. On impose au gain réglable du correcteur des perturbations sinusoïdales qui entraînent des variations à la même fréquence de la fonction d'erreur. Un détecteur synchrone agit sur le gain de façon à conduire le système vers son extrémum.

La présente étude a pour but de mettre en évidence l'utilité des fonctions de Liapounov dans le domaine de 1'autoadaptation: elles permettent de trouver des lois de commande stables. Après quelques considérations sur la méthode du gradient et la méthode de Dressler nous étudierons 1'autoadaptation d'un premier ordre et d'un second ordre à l'aide des fonctions de Liapounov.

Au cours de la présente étude, nous allons comparer diverses méthodes permettant de réaliser 1'autoadaptation avec modèle. Le but de 1'autoadaptation est de faire tendre une structure variable, composée du processus à commander et d'un réseau correcteur, vers un modèle que l'on s'est fixé à priori. Notre étude envisagera donc, d'abord les critères permettant de choisir un modèle, puis les différents types de correcteurs que l'on peut associer au processus. Nous verrons ensuite que le choix des paramètres du correcteur peut être déterminant en ce qui concerne la rapidité de réponse et la stabilité du système. Le modèle et le correcteur étant choisis, nous exposerons différentes méthodes permettant de déterminer les signaux d'adaptation. Nous terminerons l'étude en proposant une méthode originale, dont la mise en oeuvre est très simple, permettant de réaliser 1'autoadaptation d'un système du second ordre.

Le moteur à reluctance commutée (SRM) est connu pour sa conception simple, sans aimants permanents, bobinage au rotor et son bas cout de production et une bonne robustesse qui lui confère conception, même sous la perte d’une phase ou de plus et d’opérer dans un environnement industriel très contraignant. Néanmoins ce moteur présente de nombreux inconvénients due à sa double saillance polaire, ses caractéristiques magnétiques et un couple de sortie hautement non linéaires très instable et qui présente de fortes perturbations. La double saillance du moteur ne permettant pas d’exciter ce dernier par une alimentation CA conventionnelle et de commander ce moteur utilisant la théorie des champs tournants. En outre, en raison des caractéristiques de sortie de couple non linéaires du moteur, une ondulation à couple élevé est inhérente au moteur, sauf si une stratégie de réduction de l’ondulation de couple est utilisée. Afin de parer à la non linéarité du couple de sortie et de diminuer les fortes perturbations de couple, plusieurs techniques ont été utilisées. La technique de contrôle du couple direct (DTC) est une excellente technique qui a donné de bons résultats pour ce type de moteur, et pour ce faire notre travail peut être considérée comme une contribution à l’amélioration de la DTC. Nous considérons spécifiquement le remplacement des régulateurs à hystérésis par ceux utilisant les techniques d’intelligence artificielle (logique floue, réseaux de neurones et neuro-flou), avec une concentration plus prononcée pour la technique de régulation par logique floue avec une structure Takagi-Sugeno comme le cœur de notre travail. Pour finir, nous avons utilisé la commande adaptative pour varier les paramètres du régulateur flou en temps réel lors de perturbations paramétriques du SRM et notamment pour parer à la variation de la résistance statorique. La loi de contrôle et la loi adaptative développées, garantissent que tous les signaux dans le système en boucle fermée sont limités en amplitude, alors que la conception du contrôleur est basée sur la synthèse de Lyapunov. / Switched Reluctance (RS) Motors have an intrinsic simplicity and low cost that makethem well suited to many applications. Furthermore, the motors have a high robustness due to the ability to operate with the loss of one or more motor phases and are thus well suited to operate in harsh industrial environments. However, the motor has many drawbacks due to the motor’s doubly salient structure as well as highly non-linear torque output and magnetization characteristics. The double salient structure leads to the inability to excite the motor using conventional ac motor rotating field theory to the motor. Furthermore, due to the motor’s non-linear torque output characteristics, a hightorque ripple is inherent in the motor unless a torque ripple reduction strategy is employed. to overcome the non-linearity of the output torque and reduce torque ripple,several techniques have been developed. Direct torque control (DTC) is an excellent technique which has had good results for this type of motor. our work, is a contribution to the improvement of the DTC by the substitution of the hysteresis regulators by thoseusing artificial intelligence techniques (fuzzy logic, neural networks and neuro-fuzzy), with a more pronounced concentration in our study for fuzzy logic regulation technique with Takagi-Sugeno structure. Finally, we used the adaptive control to vary the fuzzy regulator parameters in real time during parametric disturbance of the SRM and especially during stator resistance variation. The control law and the adaptive law developed guarantee the delimitation of all the signals in the closed-loop system and the controller design is made according to Lyapunov's synthesis

De manière générale, les procédés et processus produisent maintenant plus de données qu’un humain peut en assimiler. Les grosses données (Big Data), lorsque bien analysées, augmentent la compréhension des processus qui sont opérationnels à l’intérieur de systèmes et, en conséquence, encouragent leur amélioration. Analyser les séquences de l’acide désoxyribonucléique (ADN) permet de mieux comprendre les êtres vivants, en exploitant par exemple la biologie des systèmes. Les séquenceurs d’ADN à haut débit sont des instruments massivement parallèles et produisent beaucoup de données. Les infrastructures informatiques, comme les superordinateurs ou l’informatique infonuagique, sont aussi massivement parallèles de par leur nature distribuée. Par contre, les ordinateurs ne comprennent ni le français, ni l’anglais – il faut les programmer. Les systèmes logiciels pour analyser les données génomiques avec des superordinateurs doivent être aussi massivement parallèles. L’interface de passage de messages permet de créer de tels logiciels et une conception granulaire permet d’entrelacer la communication et le calcul à l’intérieur des processus d’un système de calcul. De tels systèmes produisent des résultats rapidement à partir de données. Ici, les logiciels RayPlatform, Ray (incluant les flux de travail appelé Ray Meta et Ray Communities) et Ray Cloud Browser sont présentés. L’application principale de cette famille de produits est l’assemblage et le profilage adaptatifs de génomes par passage de messages. / Generally speaking, current processes – industrial, for direct-to-consumers, or researchrelated – yield far more data than humans can manage. Big Data is a trend of its own and concerns itself with the betterment of humankind through better understanding of processes and systems. To achieve that end, the mean is to leverage massive amounts of big data in order to better comprehend what they contain, mean, and imply. DNA sequencing is such a process and contributes to the discovery of knowledge in genetics and other fields. DNA sequencing instruments are parallel objects and output unprecedented volumes of data. Computer infrastructures, cloud and other means of computation open the door to the analysis of data stated above. However, they need to be programmed for they are not acquainted with natural languages. Massively parallel software must match the parallelism of supercomputers and other distributed computing systems before attempting to decipher big data. Message passing – and the message passing interface – allows one to create such tools, and a granular design of blueprints consolidate production of results. Herein, a line of products that includes RayPlatform, Ray (which includes workflows called Ray Meta and Ray Communities for metagenomics) and Ray Cloud Browser are presented. Its main application is scalable (adaptive) assembly and profiling of genomes using message passing.

Le transcodage est un élément clé dans la transmission vidéo permettant à une séquence vidéo de passer d'un type de codage à un autre afin de s'adapter au mieux aux capacités de transport d'un canal de transmission. L'intérêt de ce type de traitement est de faire profiter un maximum d'utilisateurs possédant des terminaux variés dont la résolution spatiale, la résolution temporelle affichable, et le type de canal utilisé pour accéder au média varient fortement, et cela à partir d'une seule source de qualité et résolution maximale, stockée sur un serveur, par exemple. Le transcodage est adapté dans les cas où l'on souhaite envoyer une séquence vidéo vers un destinataire et dont le chemin serait constitué de divers canaux de transmission. Nous avons réalisé un transcodeur par requantification ainsi qu'un transcodeur par troncature. Ces deux méthodes ont été comparées et il apparait qu'en termes de qualité d'image l'une ou l'autre de ces méthodes est plus efficace selon le contexte. La suite de nos travaux consiste en l'étude du standard scalable dérivé de H.264 AVC, le standard SVC (Scalable Video Coding). Nous avons souhaité étudier un transcodeur en qualité, mais aussi en résolution spatiale qui permettra de réécrire le flux SVC en un flux AVC décodable par les décodeurs du marché actuel. Cette transposition est réalisée grâce à une architecture reconfigurable permettant de s'adapter aux nombreux types de flux pouvant être conformes au standard SVC d' H.264. L'étude proposée a aboutie à une implémentation partielle d'un transcodeur du type SVC vers AVC. Nous proposons dans cette thèse une description des implémentations de transcodage concernant les formats AVC puis SVC / Transcoding is a key element in the video transmission allows a video to go from one encoding type to another in order to adapt better to the transport capacity of a transmission channel. The advantage of this type of treatment is to make the most of users with various terminals with spatial resolution, temporal resolution displayable, and type of channel used to access the media vary widely, and from that of a single source of quality and maximum resolution, stored on a server, for example. Transcoding is appropriate where you want to send a video to a recipient and whose path would consist of various transmission channels. We realized by a transcoder and a requantization transcoder by truncation. These two methods were compared and it appears that in terms of image quality in either of these methods is more effective depending on the context. Following our work is the study of the standard H.264 AVC scalable derivative of the standard SVC (Scalable Video Coding). We wanted to study as a transcoder, but also in spatial resolution which will rewrite the SVC flow in a stream stroke decodable by decoders on the market today. This mapping is achieved through are configurable architecture to adapt to many types of flow which may conform to standard SVC to H.264. The proposed study has accomplished a partial implementation of a transcoder type SVC to AVC. We propose here a description of the implementations on AVC transcoding and SVC

Cette thèse contribue à l'étude théorique et a l'application de la vérification et de la synthèse quantitative. Nous étudions les stratégies qui optimisent la fraction de deux récompenses des MDPs. L'objectif est la synthèse de régulateurs efficaces dans des environnements probabilistes. Premièrement nous montrons que les stratégies déterministes et sans mémoire sont suffisants. Sur la base de ces résultats, nous proposons trois algorithmes pour traiter des modèles explicitement encodées. Notre évaluation de ces algorithmes montre que l'un de ces derniers est plus rapide que les autres. Par la suite nous proposons et mettons en place une variante symbolique basé sur les diagrammes de décision binaire.Deuxièmement, nous étudions le problème de réparation des programmes d'un point de vue quantitatif. Cela conduit à une reformulation de la réparation d'un log: que seules les exécutions fautives du programme soient modifiées. Nous étudions les limites de cette approche et montrons comment nous pouvons assouplir cette nouvelle exigence. Nous concevons et mettons en œuvre un algorithme pour trouver automatiquement des réparations, et montrons qu'il améliore les modifications apportées aux programmes. Troisièmement, nous étudions une nouvelle approche au framework pour la vérification et synthèse quantitative. La vérification et la synthèse fonctionnent en tandem pour analyser la qualité d'un contrôleur en ce qui concerne, par exemple , de robustesse contre des erreurs de modélisation. Nous considérons également la possibilité d'approximer la courbure de Pareto, qui appataît de la combinaison du modèle avec de multiples récompenses. Cela nous permet à la fois d'étudier les compromis inhérents au système et de choisir une configuration adéquate. Nous appliquons notre framework aux plusieurs études de cas. La majorité de l'étude de cas est concernée par un système anti-collision embarqué (ACAS X). Nous utilisons notre framework pour aider à analyser l'espace de conception du système et de valider le contrôleur en cours d'investigation par la FAA. En particulier, nous contribuons l'analyse par PCTL et stochastic model checking. / This thesis contributes to the theoretical study and application of quantitative verification and synthesis. We first study strategies that optimize the ratio of two rewards in MDPs. The goal is the synthesis of efficient controllers in probabilistic environments. We prove that deterministic and memoryless strategies are sufficient. Based on these results we suggest 3 algorithms to treat explicitly encoded models. Our evaluation of these algorithms shows that one of these is clearly faster than the others. To extend its scope, we propose and implement a symbolic variant based on binary decision diagrams, and show that it cope with millions of states. Second, we study the problem of program repair from a quantitative perspective. This leads to a reformulation of program repair with the requirement that only faulty runs of the program be changed. We study the limitations of this approach and show how we can relax the new requirement. We devise and implement an algorithm to automatically find repairs, and show that it improves the changes made to programs.Third, we study a novel approach to a quantitative verification and synthesis framework. In this, verification and synthesis work in tandem to analyze the quality of a controller with respect to, e.g., robustness against modeling errors. We also include the possibility to approximate the Pareto curve that emerges from combining the model with multiple rewards. This allows us to both study the trade-offs inherent in the system and choose a configuration to our liking. We apply our framework to several case studies. The major case study is concerned with the currently proposed next generation airborne collision avoidance system (ACAS X). We use our framework to help analyze the design space of the system and to validate the controller as currently under investigation by the FAA. In particular, we contribute analysis via PCTL and stochastic model checking to add to the confidence in the controller.

Dans cette thèse, des méthodes dites de Lyapunov sont proposées afin de résoudre des problèmes liés à la coordination distribuée des systèmes multiagent, plus précisément, un groupe de systèmes (agents) non-linéaires formés de robots mobiles non-holonomes est considéré. Pour ce groupe de systèmes, des lois de commande distribuée sont proposées dans le but de résoudre des problèmes de type leader-suiveur en formation et aussi des problèmes de type formation sans-leader par une approche de consensus, sous différentes hypothèses sur le graphe de communication et surtout sur les vitesses du leader.L'originalité de ce travail est dans l'approche proposée pour l'étude de stabilité de la boucle fermée, cette approche consiste à transformer les deux derniers problèmes en des problèmes de stabilisation globale asymptotique d'un ensemble invariant. L’analyse de stabilité est basée sur la construction de fonction de Lyapunov et de fonction de Lyapunov-Karasovskii strictes pour des classes de systèmes non-linéaires variant dans le temps présentant des retards bornés et variant dans le temps. / In this thesis, we propose a Lyapunov based approaches to address some distributedsolutions to multi-agent coordination problems, more precisely, we consider a groupof agents modeled as nonholonomic mobile robots, we provide a distributed controllaws in order to solve the leader-follower and the leaderless consensus problems under different assumptions on the communication graph topology and on the leader’strajectories. The originality of this work relies on the closed-loop analysis approach, that is, it consists on transforming the last two problems into a global stabilization problem of an invariant set. The stability analysis is mainly based on the construction of strict Lyapunov functions and strict Lyapunov-Krasovskii functionals for a classes of nonlinear time-varying and/or delayed systems.

L’apprentissage multiagent est une direction prometteuse de la recherche récente et à venir dans le contexte des systèmes intelligents. Si le cas mono-agent a été beaucoup étudié pendant les deux dernières décennies, le cas multiagent a été peu étudié vu sa complexité. Lorsque plusieurs agents autonomes apprennent et agissent simultanément, l’environnement devient strictement imprévisible et toutes les suppositions qui sont faites dans le cas mono-agent, telles que la stationnarité et la propriété markovienne, s’avèrent souvent inapplicables dans le contexte multiagent. Dans ce travail de maîtrise nous étudions ce qui a été fait dans ce domaine de recherches jusqu’ici, et proposons une approche originale à l’apprentissage multiagent en présence d’agents adaptatifs. Nous expliquons pourquoi une telle approche donne les résultats prometteurs lorsqu’on la compare aux différentes autres approches existantes. Il convient de noter que l’un des problèmes les plus ardus des algorithmes modernes d’apprentissage multiagent réside dans leur complexité computationnelle qui est fort élevée. Ceci est dû au fait que la taille de l’espace d’états du problème multiagent est exponentiel en le nombre d’agents qui agissent dans cet environnement. Dans ce travail, nous proposons une nouvelle approche de la réduction de la complexité de l’apprentissage par renforcement multiagent. Une telle approche permet de réduire de manière significative la partie de l’espace d’états visitée par les agents pour apprendre une solution efficace. Nous évaluons ensuite nos algorithmes sur un ensemble d’essais empiriques et présentons des résultats théoriques préliminaires qui ne sont qu’une première étape pour former une base de la validité de nos approches de l’apprentissage multiagent. / Multiagent learning is a promising direction of the modern and future research in the context of intelligent systems. While the single-agent case has been well studied in the last two decades, the multiagent case has not been broadly studied due to its complex- ity. When several autonomous agents learn and act simultaneously, the environment becomes strictly unpredictable and all assumptions that are made in single-agent case, such as stationarity and the Markovian property, often do not hold in the multiagent context. In this Master’s work we study what has been done in this research field, and propose an original approach to multiagent learning in presence of adaptive agents. We explain why such an approach gives promising results by comparing it with other different existing approaches. It is important to note that one of the most challenging problems of all multiagent learning algorithms is their high computational complexity. This is due to the fact that the state space size of multiagent problem is exponential in the number of agents acting in the environment. In this work we propose a novel approach to the complexity reduction of the multiagent reinforcement learning. Such an approach permits to significantly reduce the part of the state space needed to be visited by the agents to learn an efficient solution. Then we evaluate our algorithms on a set of empirical tests and give a preliminary theoretical result, which is first step in forming the basis of validity of our approaches to multiagent learning.

Les systèmes temps-réels sont des systèmes qui sont soumis à "des contraintes de temps", comme par exemple le délais de réponse d'un système à un événement physique. Souvent les temps de réponse sont de l'ordre du milliseconde et parfois même du microseconde. Construire des systèmes temps-réels nécessite l'utilisation de méthodologies de conception et de mise en œuvre qui garantissent la propriété de respect des contraintes de temps, par exemple un système doit réagir dans les limites définies par l'utilisateur tels que les délais et la périodicité. Un délai non respecté dans systèmes temps-réel critique est catastrophique, comme par exemple dans les systèmes automobiles. Si un airbag se déclanche tard dans un accident de voiture, même quelques millisecondes trop tard peuvent conduire à des répercussions graves. Dans les systèmes temps-réels non critiques, une perte significative de performance et de QoS peuvent se produire, comme par exemple dans les réseaux de systèmes multimédia. Contribution: Nous fournissons une méthode de conception rigoureuse des systèmes temps-réel. L'implèmentation est générée à partir d'une application logicielle temps-réel et une plate-forme cible, en utilisant les deux modèles suivants: * Un modèle abstrait représentant le comportement de l'application logicielle en temps réel sous forme d' un automate temporisé. Celui-ci décrit des contraintes temporelles définies par l'utilisateur qui sont indépendantes de la plateforme. Ses transitions sont intemporelles et correspondent à l'exécution des différentes instructions de l'application. * Un modèle physique représentant le comportement du logiciel en temps réel s'exécutant sur une plate-forme donnée. Il est obtenu par l'attribution des temps d'exécution aux transitions du modèle abstrait. Une condition nécessaire pour garantir l'implémentabilité dy système est la "time-safety", c'est à dire, toute séquence d'exécution du modèle physique est également une séquence d'exécution du modèle abstrait. "Time-safety" signifie que la plate-forme est assez rapide pour répondre aux exigences de synchronisation de l'application. Comme les temps d'exécution des actions ne sont pas connus avec exactitude, "time-safety" est vérifiée pour les temps d'exécution pire cas es actions en faisant l' hypothèse de la robustesse. La robustesse signifie que la "time-safety" est préservée lorsqu'on augmente la vitesse de la plate-forme d'exécution. Pour des logiciels et plate-forme d'exécution correspondant à un modèle robuste, nous définissons un moteur d'exécution qui coordonne l'exécution du logiciel d'application afin de répondre à ses contraintes temporelles. En outre, en cas de non-robustesse, le moteur d'exécution permet de détecter les violations de contraintes temporelles en arrêtant l'exécution. Nous avons mis en place le moteur d'exécution pour les programmes BIP. Nous avons validé la méthode pour la conception et la mise en œuvre du robot Dala. Nous montrons les avantages obtenus en termes d'utilisation du processeur et l'amélioration de la latence de la réaction.